다품종소량생산을위한생산스케줄링관리시스템설계 ... ·...
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다품종 소량생산을 위한 생산 스케줄링관리 시스템 설계
Design of Production Scheduling Management System
for small quantity batch production
투고자▶ :김창해 대구대학교 컴퓨터정보공학과( )
신은경 대구대학교 컴퓨터정보공학과( )
금진권 대구대학교 컴퓨터정보공학과( )
정민호 대구대학교 컴퓨터 공학부( IT )
권영직 대구대학교 컴퓨터 공학부( IT )원고 매수▶ :표지 본문 및 참고문헌 저자약력(1), (6), (1)
표의 수▶ : 개0
그림의 수▶ : 개12
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다품종 소량생산을 위한 생산 스케줄링관리 시스템 설계
김창해 신은경 금진권 정민호 권영직, , , ,
Design of Production Scheduling Management System
for small quantity batch production
Chang-Hai Jin, Eun-Kyoung Shin, Jin-Kwon Geum, Min-Ho Jung, Young-Jik Kwon
요 약
생산계획은 제조업체의 신뢰성 및 경쟁력을 위해서 중요한 바탕으로 작용하고 있다.
기업들은 전통적 방법론을 이용한 생산일정수립을 적용하였지만 고정된 리드타임으로,
인해서 생산일정수립이 정상적으로 작동되지 않았다 이에 등장한 것이. FCS(Finite
유한능력 스케줄링 이다 는 각 자원의 능력에는 제약이 있고Capacity Scheduling: ) . FCS
이 제약 사항을 반영하여 좀 더 정확하고 현실적인 스케줄링을 한다는 것을 의미한다.
본 논문에서는 국내 제조업체를 중심으로 생산일정계획수립의 문제점을 분석하여 현장S
변경에의 대응능력과 자재결품에의 신속대응을 통하여 미래의 생산능력 판단의 향상 납,
기수준율을 향상 작업순서의 최적화에 따른 생산 리드타임 단축과 자재소요정보 및 공,
수정보 제공으로 원자재 재고 감축 불필요한 시간의 감소 생산스케줄링 자동화를 통한, ,
생산계획수립시간의 단축 생산계획 및 진행현황에 대한 정보공유 및 부서간의 원활한,
의사소통 등의 기대효과를 얻고자 생산스케줄링 관리시스템을 설계하였다.
연구의 필요성1.
정보기술의 발달에 따라 국내산업 전반에
와 인트라넷 등의 정보화가 가속화되고ERP
있다 국내 제조업체의 경우 대기업을 중심.
으로 전산화 시스템이 구축되면서 업무의
화와 화가 가속되고 있으며 특히Slim Speed ,
제조업체의 핵심인 생산 부문에 있어서 이
러한 현상은 두드러지게 나타나고 있다 그.
러나 중소기업에서는 자체개발 능력의 부족
으로 인하여 기존의 소프트웨어를 구입하여
활용하고 있으나 다양한 생산형태와 이에,
따른 상이한 에 의해 생산시스Work Flow
템의 전산화에 큰 어려움을 겪고 있는 현실
이다 정한욱 외 인.[ 2 1999].
기존에는 생산계획의 전통적 방법론을 이
용하여 생산일정수립을 적용하였지만 고정,
된 리드타임 제품의 기획에서 완(lead time;
성단계의 기간 으로 인해서 정상적인 생산)
일정수립이 불가능하였다 이에 등장한 것.
이 유한FCS(Finite Capacity Scheduling;
능력 스케줄링 이다 는 높게 집적되고) . FCS
컴퓨터화 된 제어구조를 가진 생산 시스템
으로서 이 시스템의 핵심적인 부분은 다품
종 소량생산에 대응하는 생산시스템의 설계
및 운영에 있다고 할 수 있다 이동진 외[ 1
인 1998].
생산스케줄링 시스템이란 자재의 가용, “
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성과 생산능력을 동시에 고려하여 생산계획
과 일정시간을 수립 및 조정할 수 있도록
지원하는 시스템 을 말한다 그림 은 생산” . 1
스케줄링 시스템의 변화를 나타낸다 기존.
의 주기적인 생산계획에서는 월주일별
의 주기적인 생산계획을 통해서 생산지시를
내렸었다 하지만 생산스케줄링 시스템을.
통해서는 실시간 생산계획 수립 및 조정이
가능해진다.
그림( 1 생산스케줄링 시스템)
본 연구에서는 국내의 제조업체를 선정하
여 기존의 생산계획에 대하여 분석하였다.
그리고 기업의 현장변경의 대응력과 자재결
품에 대한 신속대응력을 향상시켜 확실하고
정확한 생산능력 판단을 가지고자 실시간
생산계획이 가능하며 의 자동 산출을, BOM
이용하여 기반의 생산스케줄링 시스MRP
템을 설계하고자 하였다 또한 생산 스케줄. ,
링관리의 자동화를 위해서 수주재고정보
를 받아 인사 및 자재정보를 이용하여 생산
계획을 수립하여 최종적으로는 인원별 공수
관리까지 가능하도록 설계하였다.
현재의 생산계획 수립과정2.
생산계획의 필요성2.1
본 생산계획 수립에 대한 연구는 국내 철
제진열대를 생산하는 기업을 대상으로 하S
였다 기업은 다품종 소량생산 형태의 제. S
조업체이며 주문을 통하여 생산을 하는 주
문생산체제로 이루어져 있다 따라서 기업. S
은 주문에 따른 제품납기를 빠른 시일에 이
루어지도록 생산계획을 수립하여야 할 필요
성을 갖고 있다.
현재 생산계획의 문제점2.2
기업의 생산 업무는 그림 와 같은 흐S 2
름으로 이루어졌다 공정 별로 생산을 한.
후 도장 전 상태 로 입고가 되면 품, UBC( ) ,
질검사를 거쳐 도장 전 생산실적으로 등록
된다 그리고 도장 혹은 도금을 거친 후. ,
도장 후 상태 로 입고되고 품질검사를UAC( )
거친 후 도장 후 생산실적으로 등록된다, .
그림( 2 기업의 생산업무 흐름도) S
기업은 발주처에서 받아온 주문서를 기S
초로 하여 여러 가지의 완제품에 대하여 생
산계획을 한다 기업의 제품은 진열대. S ,①
메탈렉 바베큐 그릴 등으로 크게 분류,② ③
할 수 있다 각각의 분류에는 여러 종류의.
제품들이 있다.
기업의 생산계획은 생산부서 내의 여러S
인원이 수작업으로 수립하기 때문에 계획
수립에 많은 시간이 소요되고 있으며 일단,
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수립된 생산계획에 대해 주문정보 변경 및
기타요인으로 인한 신속한 기존 생산계획
변경이 용이하지 못함으로써 월말에 생산이
집중되는 문제점이 발생하고 있다 또한 계.
획량과 실제 생산량의 차이에 대한 재생산
계획수립이 수행되지 못함으로써 무리한 잔
업수행이 불가피하다.
따라서 기업에서는 다품종 소량생산S (1)
으로 인한 생산효율 저하 생산계획 최적, (2)
화에 대한 판단 어려움 생산계획 비교, (3) ,
시뮬레이션 및 비교대상의 어려움 공장, (4)
가동률 생산성 계획성과 효율 평가의 어려/ /
움 등의 문제점이 나타났다.
를 이용한 생산계획2.3 MRP
수주정보와 재고정보를 받아 생산계획을
할 때 인사관리와 자재관리 정보와 연동하,
여 생산계획을 세우고 생산지시를 내린다.
기업의 기존의 생산계획 방법은 그림 과S 3
같다.
그림( 3 기업의 를 이용한 생산계획) S MRP
기업은 수주를 받아 도면정보를 이용하S
여 수작업으로 을 산출하고 산출된BOM ,
의 정보를 받아 생산을 계획하고 지시BOM
한 는 방법을 이용하고 있었다 이러한 경.
우 수주를 받아 을 산출하기까지 오, BOM
랜 기간이 걸린다는 점과 정확도가 떨어진,
다는 단점이 있었다.
이러한 단점을 보완하기 위해서 수주정보
와 재고정보를 받아 실시간으로 생산계획을
수립하고 생산지시까지 내릴 수 있는 실시
간 생산스케줄링 관리 시스템을 설계하였
다 설계하고자 하는 시스템은 기존의. MRP
방식을 기반으로 설계하였다.
시스템에서는 와 정보를MRP MPS BOM
이용하여 모든 하위부품에 대한 자재소요량
을 계산하고 생산품에 대해서는 공정정보,
를 이용하여 일정계산을 행한다 이현용 외[
인2 2000].
그림 는 실시간 생산스케줄링 관리 시스4
템을 설계를 위한 업무흐름을 나타낸다.
그림( 4 설계된 생산스케줄링의 흐름도)
수주 재고 인사관리 자재관리 정보를, , ,
이용하여 생산계획을 하고 계획된 내용을,
바탕으로 생산지시를 한다 생산지시를 하.
는 것과 동시에 자재출고요청이 들어가고,
인원정보에 대해서 각 공정별 생산을 실행
한다 그리고 생산을 통해 제조실적을 산출.
함과 동시에 자재소요정보를 산출할 수 있
도록 하였다 그리고 품질검사를 통해 최종.
생산실적을 나타낼 수 있도록 설계하였다.
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생산 스케줄링관리 설계3.
업무흐름의 설계3.1
본 연구의 생산 스케줄링관리 시스템은
기업의 시스템의 생산관리 부분으로S ERP
설계하였으며 영업수주발주인사재,
고자재도면 과 연동되어 사용된BOM
다 그림 참조( 5 ).
그림( 5 생산관리와의 연관관계)
기업의 생산 공정순서는 그림 과 같이S 6
나타난다.
그림( 6 기업의 공정순서) S
작업공정은 그림 과 같이 단계로 이루6 5
어져 있고 공정순서는 와 같이 가지, A-H 8
순서로 이루어지는 공정이 있다 이러한 공.
정순서와 공정별 인원을 고려하여 생산스케
줄을 자동으로 잡기위한 시스템을 설계하였
다.
기업의 생산스케줄링 시스템은 먼저S , S
기업이 받은 수주를 우선순위별로 나열한
다 그리고 자재에 따른 공정에 대해서 순.
위를 부여하고 마지막으로는 공정에 대해,
서 인원 투입되는 생산직원 에 대해서 순위( )
를 부여한다 그리하여 최종적으로 생산에.
대한 스케줄을 관리할 수 있다.
그림( 7 공정별 생산계획의 흐름도)
그림 은 공정별 생산계획의 흐름도를 나7
타낸다 먼저 우선순위에 대해서 정렬된 수. ,
주정보를 받고 품목과 인원정보를 이용하,
여 공정에 대한 생산계획이 가능하다 즉. ,
한 공정을 하는데 얼마만큼의 인원이 필요
한지 품목을 생산하기 위해서 이 공정은,
얼마만큼의 시간이 필요한지를 산출할 수
있다.
그림( 8 생산스케줄링 과정)
그림 은 생산지시를 하기 위한 스케줄링8
과정을 도식화 한 것이다 진열대를 생산하.
기 위해서 소요되는 품목 부품 및 부분품(
들 정보와 인원별 공수정보에 의한 소요시) ,
간정보 그리고 를 통해 얻는 자재소요, MRP
정보 공정 별 생산에 따른 공정순번정보를,
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이용하여 수주에 대한 우선순위와 자재① ②
에 대한 공정순위 브라켓은 절곡 도장(ex, - -
포장 순 밑판은 프레스 절곡 도장 포장, - - -
순 공정 별 인원순위 브라켓을 도장), (ex,③
하는데 몇 명의 인원이 소요되며 어느 종,
업원이 하면 얼마의 시일이 걸리는가에 대
한 정보를 이용하여 순위를 나타낸 것 를)
이용하여 최종적으로 공정 별 생산지시를
내린다.
공정 별 생산스케줄링3.2
그림 에서 그림 까지는 순위별로 나열9 12
된 수주에 대해서 공정순위와 공정별 인원
정보를 이용하여 공정 별 생산지시를 내리
기 전 스케줄링을 한 것이다 그림 는 순. 9
공학 스케줄링 방법을 사용하였고 그림, 10
은 역공학 스케줄링 방법을 사용하였다.
그림 의 순공학 스케줄링은 제품생산을9
처음 시작 할 경우이며 그림 의 역공학, 10
스케줄링은 마지막으로 제품을 생산할 때
사용하는 스케줄링이다.
그림( 9 순공학 스케줄링)
그림( 10 역공학 스케줄링)
기업의 공정은 순공학과 역공학 스케줄S
링을 사용하지 않고 공정별 스케줄링을 사,
용하도록 하였다 공정별 스케줄링을 사용.
하여 납기일을 맞추고 한 수주에 대해 하,
나의 공정이 끝나면 다음 공정이 이루어지
도록 하였다 작업은 작은 공정부터 실행되.
도록 하였다.
그 결과 그림 에서는 작업시간이 작은, 11
수주 을 먼저 시작하였으며 한 공정이 끝“ 3” ,
나면 다음공정으로 넘어가야 한다는 조건으
로 인해 공정 와 공정 에서는 수주“ B” “ A” “ 3”
과 수주 사이에 공백이 발생하게 되었다“ 2” .
그리고 납기일을 맞추어야 한다는 조건으로
인해서 수주 에서는 각 공정에 대해서 교“ 1”
차시간의 발생이라는 문제점이 나타났다.
그림( 11 공정별 스케줄링) (1)
한 공정에 대해서 발생하는 공백시간을
줄이기 위해서 그림 에서와 같이 생산연12 “
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장시간 을 두었다 공정 에서 발생했던” . “ B” 2
시간의 공백시간을 최대한으로 줄이기 위해
서 공정 의 하루 시간의 작업량을 끝낸“ A” 8
후 남은 작업량에 대하여 시간 연장 작업, 2
을 하도록 스케줄링 하였다.
그 결과 공정 와 공정 에서 시간의, “ B” “ C” 2
공백시간을 줄일 수 있었다 즉 한 공정의. ,
연장 작업으로 인해서 다음 공정의 공백시
간을 줄일 수 있었다 그리고 납기일에 맞.
게 생산이 가능하며 공백시간을 줄임으로,
써 기업의 효율성도 향상되었다.
그림 에서 나타나는 생산교차시간은 기12
업의 특성상 교차시간이 시간 이하일 경우4
에는 교차가 가능하였다.
그림( 12 공정별 스케줄링) (2)
기업은 공정순서를 갖고 있으며 그 순S ,
서에 따라 공정을 할 경우 공백시간의 발생
으로 인해 생산의 효율성이 떨어졌다 실시.
간으로 공백시간의 발생을 인지 및 해결하
고 스케줄링 된 작업에 공백시간을 최소로
줄이기 위해 공정에 대해 연장시간을 주도
록 하였으며 공정의 교차시간은 시간 이, 4
하로 설정하도록 하였다 본 논문에서 설계.
한 시스템은 공백시간을 줄이기 위해 실시
간으로 생산연장과 교차를 지원해준다.
결 론4.
급격한 산업발달과 더불어 다양한 고객의
요구를 충족시키기 위해서는 기업의 생산형
태 또한 다양성과 특수성을 필요로 하게 되
었다 더욱이 다품종 소량생산 형태의 기업.
들은 생산계획을 수립하고 변경하는데 많은
시간과 인원이 소요되고 있으며 이는 기업,
의 경쟁력을 저하시키는 큰 요인으로 작용
하고 있다.
본 연구에서는 다품종 소량생산 형태의
국내 중소기업을 선정하여 를 기반으MRP
로 생산일정과 그리고 자재정보를BOM,
이용하여 실시간으로 생산계획을 수립하는
생산스케줄링 관리 시스템을 설계하였다.
이 시스템은 기업의 시스템의 한 모듈ERP
로 설계되었기 때문에 각 모듈의 데이터베
이스와 연동되어 보다 정확한 정보를 제공
해 줄 것으로 예상된다 또한 현장변경에의. ,
대응능력과 자재결품에 대한 신속대응을 통
하여 미래의 생산능력 판단의 향상 납기,
수준율의 향상 작업순서의 최적화에 따른,
생산 리드타임 단축 자재소요정보 및 공수,
정보 제공으로 원자재 재고 감축 불필요한,
시간의 감소 생산스케줄링 자동화를 통한,
생산계획수립시간의 단축 생산계획 및 진,
행현황에 대한 정보공유 및 부서간의 원활
한 의사소통 등의 기대효과를 얻을 수 있을
것으로 예상된다.
향후 연구과제로는 기업에 맞게 적용할S
수 있는 생산스케줄링 관리 시스템에서 갑
작스런 돌발요소들에 대비하여 효율적으로
작용 가능한 생산스케줄링 알고리즘에 대한
연구가 필요하다.
374
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[4]http://blog.naver.com/kjbkins.do?Redire
ct=Log&logNo=6990938
375
저자약력
김창해김창해김창해김창해(Chang-Hai Jin)(Chang-Hai Jin)(Chang-Hai Jin)(Chang-Hai Jin)
년 현재 대구대학2003 ~
교 대학원 컴퓨터정보공
학과 정보공학전공 박사(
과정)
신은경신은경신은경신은경(Eun-Kyoung(Eun-Kyoung(Eun-Kyoung(Eun-Kyoung
Shin)Shin)Shin)Shin)
년 대구대학교 컴퓨2003
터정보공학부 정보공학
전공 학사( )
년 월 현재 대구2003 3 ~
대학교 대학원 컴퓨터정보공학과 석사과정( )
금 진권금진권금진권금진권 ( J i n - G w o n( J i n - G w o n( J i n - G w o n( J i n - G w o n
GeumGeumGeumGeum))))
년 월 대구대학교2004 2
정보통신공학부 정보공
학전공 학사( )
년 월 현재 대구2004 3 ~
대학교 대학원 컴퓨터정보공학과 석사과정( )
정민호정민호정민호정민호(Min-Ho Jung)(Min-Ho Jung)(Min-Ho Jung)(Min-Ho Jung)
년 현재 대구대학1999 ~
교 정보통신대학 컴퓨
터 공학부 전산공학IT
전공
권영직권영직권영직권영직 ( Y o u n g - J i k( Y o u n g - J i k( Y o u n g - J i k( Y o u n g - J i k
Kwon)Kwon)Kwon)Kwon)
년 경북대학교 수학1976
과 이학사( )
년 영남대학교 경영1980
학과 경영학석사( )
년 계명대학교 경영1991
학과 경영학박사( )
년 현재 대구대학교 컴퓨터 공학부1980 IT~
교수
관심분야 소프트웨어공학 전자상거래: ,